Propiedades y aplicaciones de los metales

La mayoría de los metales se encuentran en la naturaleza formando minerales. Entre sus propiedades destacan las siguientes:

Un brillo muy característico.

Son más densos y pesados que otros materiales de uso técnico.

Gran resistencia mecánica, soporta grandes esfuerzos, presiones o golpes.

Son muy duros

Conducen muy bien el calor y la electricidad.

Algunos se emplean casi puros, como el cobre, la plata, el oro o el platino. La mayoría de ellos se combinan entre si o con otros elementos formando aleaciones para mejorar sus propiedades.

Las aleaciones de hierro

El hierro puro no tiene utilidad. Para mejorarlo se funde con carbono y otros elementos, obteniéndose aleaciones de hierro. Fundición de hierro con un 1.7 a 6.6% se utiliza para piezas complicadas y exteriores.

Los aceros comunes y de construcción son bastantes resistentes tiene el 0.8 y 1.69% de hierro y carbono.

Los aceros especiales se mezclan con cromo y níquel para convertirlos en inoxidables y otros metales.

Metales no ferricos

El cobre y sus aleaciones. El cobre puro, de color rojizo y muy fácil de trabajar. Para mejorar la resistencia se utiliza el latón (cobre y cinc) o el bronce (cobre. Estaño y otros metales) es poco duro y se dobla fácil.

El latón es muy resistente y fácil de trabajar. El bronce resiste bien los esfuerzos.

El aluminio y las aleaciones ligeras. El aluminio son los metales más ligeros y tiene resistencia mecánica. Conduce muy bien el calor y la electricidad y se dobla con facilidad, para mejorarlo se le añade magnesio, manganeso, cinc o titanio.

Otros metales. El plomo, el cinc, el estaño, el níquel y otros muchos metales se utilizan como materiales de aleación.

Trabajando los metales

Marcar y trazar

Se utiliza la regla y la escuadra de tacón metálicas, el compás de puntas y la punta de trazar.

Cortar y serrar

Las herramientas:

Tijera de chapa. Se usa para cortar piezas de chapa delgadas

Sierra de arco. Sirve para cortar perfiles y tubos metálicos.

Corta tubos: se emplea para cortar tubos de sección circular de metales poco duros.

Taladrar

Para perforaciones se utiliza una taladradora eléctrica y brocas apropiadas para metales.

Doblar y curvar

Las chapas metálicas de pequeño espesor se pueden doblar a mano o con alicates y tornillos de banco.

Alambres o varillas con alicates.

Limar

Se eliminan estas cosas que dejan las piezas metálicas las rebabas y bordes irregulares.

Las limas tiene formas: planas, redondas, triangulares o semicirculares.

La unión de piezas metálicas

Soldaduras

*soldadura por electricidad

*soldadura por calor

Uniones con elemento roscado

Se realizan interponiendo entre las piezas tornillos y tuercas que se fijan a rosca. En algunos casos se intercalan arandelas.

Otros sistemas de unión

Remaches, pasadores, unión móvil

Acabados y recubrimientos de los metales

Para evitar la oxidación y corrosión se les aplica diferentes recubrimientos y acabados superficiales.

Pinturas y esmaltes

Se cubren con una imprimación protectora de minio u oxido de plomo. Los esmaltes cerámicos se aplican en electrodomésticos

Recubrimientos metálicos

El galvanizado (recubrimiento con cinc), estañado (chapas de hojalata) niquelado o cromado.

Obtención y tratamiento del metal

La minería

Es la extracción de los minerales para extraer los metales, mediante un proceso de separación y triturarlo para extraerlos.

Siderurgia y metalurgia

Siderúrgicos (obtención de aleaciones de hierro) o metalúrgicos (obtención del resto de los metales).

Fabricación con metales

Fundición y moldeo

Consiste en el llenado de moldes con metal fundido para conseguir piezas con formas. El molde puede ser metálico o de arena.

Deformación

Se deforman al aplicar una fuerte presión, el metal se calienta para hacer más fácil la deformación. So obtiene deformando chapas mediante estampación en frió o en caliente, llamadas embutición y forja, respectivamente.

Corte y mecanizado

Se consiguen mediante separación del material sobrante.

El recorte de piezas se realiza en presas de troquelado.

Los tornos y fresadoras llevan herramientas cortantes al moverse y presionar sobre las piezas, arrancan virutas del material.

Actividad sobre los metales

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Los metales ferrosos El hierro, metal resistente y maleable, se utiliza para las verjas de jardín, portones y cerramientos. La fundición, aleación de hierro y de carbono, se utiliza para los radiadores, las barandillas y ciertas canalizaciones. El acero blando, mezcla de hierro y de carbono, se utiliza en la construcción en forma de viguetas o chapas, que se encuentran en verjas, puertas, persianas...Todos estos materiales deben estar protegidos del oxígeno y de la humedad.

Los metales no ferrosos El cinc, poco alterable, se utiliza para los canalones y las cubiertas de las casas. El aluminio está presente en ventanas, puertas y portones gracias a su resistencia a la intemperie. El cobre es inalterable al agua y al vapor de agua. El acero galvanizado, acero recubierto, se utiliza para puertas de garajes y barandillas. Aplique un fondo adecuado sobre estos metales antes del acabado.

EVOLUCIÓN DE LOS METALES EN LA PREHISTORIA

EVOLUCIÓN DE LOS METALES EN LA PREHISTORIA

EDAD DE LOS METALES
Es una de las dos grandes etapas tecnológicas en la qye se ha dividio la Prehistoria euroasiática. Es el período que siguió a la Edad de Piedra y durante el cual el hombre comenzó a fabricar objetos de metal fundido. Los procesos metalúrgicos son indispensables para establecer la cultura arqueológica en esta etapa, ya que los metales nativos eran trabajados por martilleado desde las primeras fases del Neolítico.La Edad de los Metales comenzó con las primeras fundiciones de cobre en el VI milenio a. C. (en Anatolia y los montes Zagros) y acabó con el inicio de la Historia de cada región (en Europa esto se produjo durante el I milenio a. C.). En Mesopotamia y Egipto coincide con el desarrollo de la escritura y por tanto la metalurgia allí es plenamente histórica.
Los primeros indicios de metalurgia en Europa proceden del área de los Balcanes, a mediados del V milenio a.C. y son de origen autóctono. Para el resto del continente las evidencias aparecen durante la segunda mitad del IV milenio a.C., aunque su utilización como elemento básico para construir objetos se produjo con la llegada del hierro. En Egipto faraónico, debido a la escasez de materia prima, nunca se sustituyó la piedra por el hierro.
La Edad de los Metales en Eurasia se ha subdividido en Edad de Cobre, Edad de Bronce y Edad de Hierro.
La Edad de Cobre (coincide en Europa con la segund mitad del IV milenio a.C. y casi todo el III milenio)
El cobre, el oro y la plata fueron los primeros metales utilizados en la Prehistoria, ya que aparecen en forma de pepitas de metal nativo. El colgante de cobre más antiguo es un colgante oval de Irán en 9500 a.C., es decir, principios del Neolítico. Tres mil años después las piezas de cobre martilleado en frío comienzan a ser habituales.
A partir de 6500 a.C., se han encontrado piezas ornamentales y alfileres de cobre manufacturado a partir del martilleado en frío de metal nativo.Varios sigloes después se descubrió que el cobre podía ser extraído de minerales por medio de la fusión. El primer objeto de cobre fundido data de 4100 a.C, junto a él se encontraron hornos de fundición, crisoles y moldes.
La fundición del cobre es sencilla, si se utilizan minerales que sean carbonatos, estos triturados se mezclan con carbón de leña. Con el calor las impurezas se liberaban y se conseguía así, el mineral de cobre puro,el cobre puro fundido de depositaba en unos moldes, para luegos hacer materiales y objetos con él. El cobre es muy dúctil y maleable, por lo que podía martillarse en frío o en caliente. No todas las impurezas del cobre eran eliminadas, por ejemplo el bismuto lo hace quebradizo y el arsénico, impiede la absorción de gases a través de los poros del molde, dando lugar a un producto de mejor calidad. El cobre con mucho plomo es blando, lo que permite crear calderos o cuencos.
La técnica del cobre se difundió rápido por Próximo Oriente, coincidiendo con las primeras civilizaciones históricas. Los primeros metales se difundieron por Europa Central y mediterránea durante el III milenio a.C., asociados con la cerámica cordada. En Asia central u oriental la Edad de Cobre fue muy corta, ya que el desarrolllo de la metarlurgia comenzó con el bronce.
Edad de Bronce
El bronce es el resultado de la aleación de cobre y estaño ( actualmente también zinc y plomo, creando bronces complejos). Según la cantidad de estaño, existen los bronces blandos y los campaniles ( más cantidad de estaño, más tenaces, pero menis maleables).Los egipcios fueron quienes añadieron estaño al cobre y observaron la mejora de sus cualidades como la dureza, un punto más bajo de fusión y su resistencia a la corrosión. El bronce es reciclable, pudiéndose fundir varias veces para obtner nuevos objetos de otros ya desechados. La técnica de fundición es similar a la del cobre. El empleo del bronce se inició en Mesopotamia, donde se comenzaron a hacer aleaciones de bronce y la demanda de estaño aumentó. Los metalúrgicos para cubrir esta demanda y al de otros metales preciosos se convirtieron en exploradores y comerciantes. Los minerales metálicos los importaban de los montes Zagros y del Cáucaso. La mayor parte del cobre lo obtenían de las minas de Timna.Más adelante hicieron expediciones hacia Europa en busca de estaño de Bohemia y Hungría, o hacia la península ibérica, donde obtuvieron el cobre argárico.
En China fundían cobre arsenical, los objetos obtenidos eran muy raros.La primera cultura de la Edad de Bronce en China es la Erlitou. Se piensa que la metalurgia en extremo Oriente existía desde mucho antes, ya que según las leyendas chinas, el primer rey se dedicaba a fundir calderos de bronce. Más adelante los chinos se desarrollaron en la metalurgia del bronce y elaboraro hachas, cascos, armas, vasijas de rituales, etc. La técnica empleada para la fundición del cobre, era colocrarlos en moldes de arcilla. Esta situación duró hasta la generalización del hierro.
Edad de Hierro
El hierro es el cuarto elemento más abundante en la corteza terrestre, sin embargo su utilización comenzó 2500 años después del bronce. En el II milenio a.C., el hierro era conocido en Eurasia y América, pero como hierro meteórico (procedente de meteoritos). Aparecieron varias piezas de hierro artificial, como un alfiler, una especie de cuchilla y una daga de oro. Las materias primas de estos primeros herreros fueron minerales como el hematies,limonita o magnetita, todos ellos óxidos de hierro utilizados desde la Prehistoria. Se piensa que en los hornos de fundición de cobre y estaño se generaban residuos de hierro casi puro, a partir de donde se inició la verdadera siderurgia. No se conservan ruinas de talleres, ni herrerías, por lo que se ignora de donde proceden.
El proceso de fabricación del hierro consistía en: el mineral machacado se rodeaba de carbón de leña y numerosos fuelles que producían oxígeno continuamente. El mineral se precalentaba en un horno y por medio de golpes se eliminaban las impurezas, luego se llevaba al estado incandescente en un segundo horno, donde se obtenía una masa llamada hierro esponjoso. Esta masa era muy impura por lo que volvía a ser golpeada en caliente para refinarlo. Tras sucesivos golpeos y calentamientos se obtenía una barra forjada pura, resistente y maleable. Para las armas y algunas herramientas, el hierro se templaba enfriándolo. El hierro es más abundante que el cobre y el rbonce, y más barato que el bronce si se domina la técnica. En las diferentes zonas tuvo un desarrollo desigual:
-Europa: comenzó en el año 800 a.C., se utilizaba en pueblos protegidos con murallas y otros sistemas de defensa. El hierro era empleado para herramientas agrícolas y artesanales, aumentando la productividad y el nivel cultural del continente. Los artesanos de esta época europeos conocián el hierro carburado: palcas de metal sin licuar, que se calentaban con carbón de leña para que absorbiese el carbono desprendido en la combustión. Desarrollaron el laminado (laminas de hierro y carbono más maleables y duras). Adornaron joyas metálicas y armas,e hicieron empuñaduras de madera,hueso, marfil y formaron filigranas con finos hilos de plata.
-India: comenzó con la etapa neovédica en el I milenio a.C. La metalurgia del hierro sirvió como catalizador de la agricultura, dado a la aparición de la reja de aradoy el hacha de hierro, que supusieron el desarrollo de la agricultura. En esta época se inventaron las soldaduras de autógena y una variante del acero llamado wootz en la India. El wootz es un acero puro y rico en carbono.Los indios comerciaban con lingotes de este material. Se conserva una columna de hierro practicamente puro, que ha resistido al deterioro del tiempo debido a una fina capa de óxido que la protege.
-China: la transición entre la edad de Bronce y la de Hierro es mucho larga debido a que no dominaban el proceso del bronce. Sin embargo se cree que existía desde hace mucho cuando se utilizaban laminas de hierro meteórico. Poco después se empleó el hierro mineral. Los metalúrgicos chinos mezclaban el hierro con el bronce para obtener un sistema de laminado y soldadura autógena para fabricar espadas. Además descubrieron que una patina de óxido de cromo protegía el metal de la corrosión.Las armás más apreciadas eran las espadas. Cuando se adaptaron al hierro, consiguieron fundirlo e hicieron numerosos objetos de hierro que se extendieron hacia otros lugares. Estos objetos tenían cualidades magníficas.
-Japón: la llegada del hierro coincidió con la del bronce en el año 300 a.C. Los japones realizaron campanas rituales de bronce muy decoradas.
ÁFRICA
En África no existió ni el Calcolítico ni la Edad de Bronce, excepto en Egipto.El hierro apareció por primera vez en África subsahariana entre 600 a.C. y 200 a.C., así se desarrolló la metalurgia funcional del hierro y del bronce. La metalurgia supuso un avance de la vida agrícola y el aumento de la población. El bronce se utilizó con fines artísticos.
AMÉRICA
Se desarrolló el oro, la plata, el cobre y el bronce, pero no influyó en las economías precolombinas. Existían yacimientos de cobre desde el 4000 a.C. Más adelante,  conocieron otros como el platino (lo usaron mezclado con oro), y el hierro (lo utilizaron como colorante de la cerámica. La conquista española de América explicaron que pocos pueblos precolombinos dominaban la metalurgia

Historia de los metales

Edad de los metales: Es la etapa en la cual el hombre descubre el uso de los metales y ¡os incorpora a su cultura para fabricar distintos elementos. Aparece entonces la metalurgia. Los historiadores reconocen tres edades de los metales, según el material usado con más intensidad: Edad de cobre, Edad de bronce y Edad de Hierro.

El cobre fue el primer metal utilizado, seguido del bronce, cuando el hombre aprendió a fundir cobre con estaño. Con estos metales se hicieron cuchillos, espadas, puñales, vasijas, adornos, herramientas, etc. Por último apareció el hierro, pero el uso de este metal, que permitió la fabricación de armas, herramientas y otros elementos de gran dureza, se logró alcanzar recién en los tiempos históricos.

La prehistoria es entonces, es período fascinante de la humanidad donde todo está por hacerse y donde todo es posible.